WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

Механизмы влияний микрогравитации на биомеханические и кинематические характеристики локомоций

-- [ Страница 1 ] --


На правах рукописи

Шпаков Алексей Васильевич

МЕХАНИЗМЫ ВЛИЯНИЙ МИКРОГРАВИТАЦИИ НА БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ И КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛОКОМОЦИЙ

14.03.08. - авиационная, космическая и морская медицина

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Москва

2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Государственном научном центре Российской Федерации – Институте медико-биологических проблем Российской академии наук

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор КОЗЛОВСКАЯ Инеса Бенедиктовна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор,

проректор по научно-исследовательской

работе Великолукской государственной

академии физической культуры и спорта ГОРОДНИЧЕВ Руслан Михайлович

доктор биологических наук, профессор,

заведующая лабораторией

Физиологии мышечной деятельности

Государственного научного центра

Российской федерации – Института

медико-биологических проблем РАН ВИНОГРАДОВА Ольга Леонидовна

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук 

Защита состоится «_31__» _октября___2012 в _10.00_ часов на заседании диссертационного совета Д 002.111.01 в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Государственном научном центре Российской Федерации – Институте медико-биологических проблем РАН по адресу: 123007, г. Москва, Хорошевское шоссе, д.76а.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГНЦ РФ – ИМБП РАН (123007, г. Москва, Хорошевское шоссе, д.76а).

Автореферат разослан «____» ______________ 2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук Левинских М. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Система управления движениями человека организована применительно к действию гравитационных сил. Исследования, проведенные в невесомости и в модельных условиях, выявили широкий спектр изменений в состоянии как мышечной периферии (атония, атрофия), так и ведущих сенсорных входов – опорного, мышечного, вестибулярного [Kozlovskaya I.B. et al., 1982, 1983], каждое из которых оказывает неблагоприятное влияние на работу систем двигательного управления [Григорьева Л.С. с соавт., 1983; Гевлич Г.Н. с соавт 1983; Козловская И.Б., 1990, 2002; Edgerton V.R., 1998] и может явиться фактором. обусловливающим развитие в этих условиях нарушений регуляции позы, точностного управления движениями [Гурфинкель В.С. с соавт., 1969; Пурахин Ю.Н. с соавт., 1972; Kozlovskaya I.B. et al., 1983, 1990; Homick J.L. et al., 1997; Paloski W.H. et al., 1993, 1998] и локомоцией [Зациорский В.М. с соавт., 1985; Мельник К.А. с соавт., 2006; Bloomberg J.J. et al., 2006, 2010]. Изменения в деятельности каждого из вышеупомянутых компонентов двигательного аппарата может внести определяющий вклад в изменения локомоторных функций.

Согласно результатам исследований, выполненных в ГНЦ РФ – ИМБП РАН, опорная афферентация является триггером активности тонической мышечной системы, и устранение ее в условиях невесомости является ключевым фактором в запуске широкого спектра изменений в деятельности и состоянии различных двигательных механизмов, а также структурно-адаптивных изменений, затрудняющих функционирование двигательной системы в условиях Земли [Григорьев А.И. с соавт., 2004].

Для разработки эффективных средств профилактики двигательных нарушений в невесомости необходимы знания механизмов их развития. Число исследований, посвященных этому вопросу, является, однако, недостаточным, а многосторонность эффектов влияния невесомости на двигательную систему велико. При этом следует принимать во внимание и тот факт, что в ходе длительного воздействия невесомости вклад тех или иных механизмов в развитие двигательных нарушений может изменяться. Согласно результатам исследования на ранних этапах гипогравитационного воздействия ведущую роль в развитии двигательных нарушений играют функциональные изменения и атония, связанные с нарушениями в деятельности сенсорных систем – проприоцептивной и опорной; на более поздних – основу двигательных расстройств в большей мере составляют структурные мышечные изменения [Козловская И.Б. с соавт., 1987; Григорьев А.И. с соавт., 2004].

Результаты проведенных наземных экспериментов с моделированием физиологических эффектов невесомости в условиях «сухой» иммерсии и антиортостатической гипокинезии (АНОГ) согласуются с этим представлением [Зациорский В.М. с соавт., 1985; Мельник К.А. с соавт., 2003; Шпаков А.В. с соавт., 2008], однако для определения влияния безопорности на развитие локомоторных нарушений после космического полета (КП) и возможности их коррекции необходимо получение количественных данных об изменениях упоминавшихся выше характеристик при использовании в ходе полетов различных режимов физических тренировок.

Цель работы: Выявить основные механизмы влияния безопорности на развитие локомоторных нарушений у человека в условиях невесомости.



Задачи исследования:

  1. Выявить биомеханические и кинематические особенности локомоторных движений у человека после длительных КП, а также после пребывания в условиях наземного моделирования физиологических эффектов невесомости.
  2. Изучить влияние механической стимуляции опорных зон стоп и электромиостимуляции, предъявляемых в условиях опорной разгрузки («сухая» иммерсия) на биомеханические и электромиографические характеристики локомоций.
  3. Оценить эффективность используемых в космических полетах режимов локомоторных тренировок, различающихся по интенсивности опорных нагрузок.

Научная новизна. Впервые с применением идентичных экспериментальных методов видеоанализа движений и анализа электромиографических характеристик мышц голени выполнены сравнительные исследования изменений биомеханических и электромиографических характеристик локомоций, обусловливаемых длительным пребыванием в невесомости (КП) и воздействиями микрогравитации, моделируемыми методом «сухой» иммерсии.

Впервые в ходе длительных КП выполнена количественная оценка профилактической эффективности двух используемых в полете режимов локомоторных тренировок – аэробного и интервального и показана более высокая эффективность второго.

Впервые с использованием тех же методов определена эффективность различных профилактических средств, относящихся к классу пассивной бортовой профилактики – механическая стимуляция опорных зон стоп и электростимуляция мышц голени и бедра в сохранении в условиях гипогравитации силовых качеств мышц голени.

Научно-практическая значимость. Полученные в работе данные о биомеханических и электромиографических характеристиках локомоторных движений составляют основу для разработки и усовершенствования средств и методов профилактики двигательных нарушений в условиях невесомости.

Выявленные в ходе исследования изменения биомеханических и электромиографических характеристик локомоций после длительных КП в группах космонавтов, использовавших в полетах различные режимы локомоторных физических тренировок (интервальные и аэробные), подтвердили более высокую эффективность в невесомости интервальных тренировок.

В модельных экспериментах разработана методология комплексного исследования параметров локомоций человека с применением идентичных методов регистрации и анализа.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. В условиях невесомости опорная разгрузка является одним из ведущих факторов в развитии изменений биомеханических и электромиографических характеристик локомоций у человека.
  2. Длительное пребывание в невесомости сопровождается увеличением электромиографической стоимости локомоций и изменениями координационной стратегии ходьбы, проявляющимися уменьшением длины двойного шага и величин углов во всех суставах ног.
  3. Локомоторные тренировки являются эффективным средством профилактики двигательных нарушений в длительных космических полетах.
  4. Профилактическая эффективность локомоторных физических тренировок в свою очередь определяется интенсивностью опорных нагрузок.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертации докладывались и обсуждались: на конференциях молодых ученых, специалистов и студентов ГНЦ РФ-ИМБП РАН (Москва, 2008, 2009, 2012); на научно-практической конференции «Космос и медицина» (Москва, 2007); на 7-м Международном симпозиуме по водной иммерсии (Тарту, 2008); на Всероссийских, с международным участием, конференциях по управлению движением (Петрозаводск, 2008; Великие Луки, 2010; Москва, 2012); на XXXIV академических чтениях по космонавтике (Москва, 2010); на 17-м и 19-м симпозиумах «Человек в космосе» (Москва, 2009; Хьюстон, 2011).

По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Диссертация прошла апробацию на заседании секции «Космическая медицина» Ученого совета ГНЦ РФ – ИМБП РАН 8 июня 2012 года.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 126 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, результатов собственных исследований, их обсуждения, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 7 таблицами и 21 рисунком. Библиографический указатель включает 203 наименования, из них 76 российских и 127 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Организация исследования. Эксперименты проведены с участием 39 человек, 18 из которых составили российские члены экипажей длительных экспедиций на МКС и 21 – испытатели-добровольцы, участники наземных модельных экспериментов («сухая» иммерсия – СИ). В соответствии с Хельсинской декларацией и нормами международного права все обследуемые были заблаговременно проинформированы о характере и возможных неблагоприятных последствиях экспериментальных воздействий и дали письменное согласие на участие в исследованиях. Программы экспериментов были одобрены Комиссией по биомедицинской этике ГНЦ РФ – ИМБП РАН.

Таблица 1

Структура и объем экспериментального материала

п/п Серия исследований Методы исследования Число испыту-емых Циклограмма исследований
1 Биомеханические и электромиографические характеристики локомоций до и после длительных космических полетов 1. Видеоанализ движений 2. Электромиография 18 До, на 3-и, 7-е и 10-е сутки после КП
2 Влияние 6-суточной «сухой» иммерсии на биомеханические и электромиографические характеристики локомоций 1. Видеоанализ движений 2. Электромиография 6 За 3-е суток до СИ, 6-е сутки СИ
3 Влияние механостимуляции опорных зон стоп и электромиостимуляции на биомеханические и электромиографические характеристики локомоций в условиях 6-суточной «сухой» иммерсии 1. Видеоанализ движений 2. Электромиография 15 За 3-е суток до СИ, 6-е сутки СИ
Общее количество испытуемых 39 человек


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.